(57)【要約】  物標が障害物であるか否かを精度良く判定する。受信アンテナを複数有する受信アンテナ部と、受信アンテナにより受信される物標からの反射波の受信強度の変化率が所定範囲内の場合に、該物標は障害物でないと判定する判定手段と、を備える。マルチパスが発生すると受信強度が変動することを利用して障害物の判定を行う。
2011092814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信アンテナを複数有する受信アンテナ部と、
前記受信アンテナにより受信される物標からの反射波の受信強度の変化率が所定範囲内の場合に、該物標は障害物でないと判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記受信アンテナ部は、配列方向が異なる受信アンテナの組み合わせを複数有し、
前記判定手段は、前記受信アンテナの組み合わせを変えて物標を複数回検出して夫々の受信強度の変化率が前記所定範囲内の場合に、該物標は障害物でないと判定し、少なくとも１つの組み合わせで受信強度の変化率が前記所定範囲外の場合に、該物標は障害物であると判定することを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記判定手段は、水平方向に配列された受信アンテナの組み合わせと、斜め方向又は上下方向に配置された受信アンテナの組み合わせと、で物標を検出することを特徴とする請求項２に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
水平方向に配列された受信アンテナの組み合わせと、斜め方向又は上下方向に配置された受信アンテナの組み合わせと、を有する受信アンテナ部と、
前記受信アンテナの組み合わせにより物標の水平方向の横位置及び物標の高さを検出する検出手段と、
前記検出手段により得られる物標の高さの変化率から、該物標が障害物であるか否か判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする障害物検出装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記物標の高さの変化率が所定範囲内の場合に、該物標は障害物でないと判定することを特徴とする請求項４に記載の障害物検出装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記物標の高さが所定の高さ以上となる時間が所定時間以上継続した場合に、該物標は障害物でないと判定することを特徴とする請求項４または５に記載の障害物検出装置。
【請求項７】
前記判定手段は、前記物標の高さの変化率の極変化回数が所定値以下の場合に、該物標は障害物でないと判定することを特徴とする請求項４から６の何れか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項８】
前記判定手段は、所定時間内における前記物標の高さの最大値と最小値との差が所定値以内の場合に、該物標は障害物でないと判定することを特徴とする請求項４から７の何れか１項に記載の障害物検出装置。
【請求項９】
前記判定手段は、前記物標の高さが路面よりも下を示す負の値を所定時間以上示した場合に、該物標は障害物でないと判定することを特徴とする請求項４から８の何れか１項に記載の障害物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
８つの受信アンテナを水平方向に配列し、１番目及び８番目の受信アンテナを他の受信アンテナよりも上方にずらし、１番目の受信アンテナと２番目の受信アンテナとによる第１の斜め方向と、７番目の受信アンテナと８番目の受信アンテナとによる第２の斜め方向と、から物標の上下方向の方位を求める技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。【０００３】
この技術では、１番目から８番目の受信アンテナで得られる信号にＤＢＦ（ディジタル・ビーム・フォーミング）処理を行い、距離、相対速度、及び水平方向の角度を検出している。その後に、第１の斜め方向に対する物標の方位、および第２の斜め方向に対する物標の方位を夫々位相モノパルス方式で検出し、２つの検出結果から物標の上下方向の方位を求めている。【０００４】
ところで、道路上に敷かれた鉄板又は路面の凹凸などは自車両がその上を通り抜けることができるため、障害物とする必要はない。また、道路の上方に設置される看板若しくは道路の上方を横断する橋は、自車両がその下を通り抜けることができるため、障害物とする必要はない。仮に、これらの物標を障害物として判定してしまうと、不要な警告やブレーキ操作がなされる虞がある。そのため、レーダで検出された物標が障害物となるのか否かの判定精度を高くすることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８７８５７号公報
【特許文献２】特開２００８−１５１５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、物標が障害物であるか否かを精度良く判定することができる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために本発明による障害物検出装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による障害物検出装置は、
受信アンテナを複数有する受信アンテナ部と、
前記受信アンテナにより受信される物標からの反射波の受信強度の変化率が所定範囲内の場合に、該物標は障害物でないと判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする。【０００８】
ここで、物標が静止物と仮定したときに、該物標に対して自車両が近づいていく場合において、反射波の受信強度の推移は、車両などの比較的高さの高いものと、鉄板などの比較的高さの低いものとで、相違する。すなわち、物標が車両などの比較的高さが高い場合には、該物標は比較的遠距離から検出される。そして、この物標に自車両が接近するにしたがって、受信強度が大きくなる。このときに、マルチパスの影響を受けるため受信強度が変動しながら上昇していく。すなわち、路面を反射した経路を通った反射波と、路面を反射せずに物標から直線的な経路を通った反射波とで、位相がずれていると、互いに打ち消し合うために全体として受信強度が低下する。また、夫々の反射波の位相が同じになると、互いに強め合って受信強度が上昇する。すなわち、車両などの物標に近づいていくときの受信強度は、マルチパスにより上昇及び下降を繰り返すが、下降量よりも上昇量のほうが大きくなり全体的には上昇していく。【０００９】
一方、鉄板または路面の凹凸などの比較的高さの低いものは、反射面が小さいために比較的近距離にならないと検出されない。そして、これらの物標は、マルチパスの影響が殆どない。すなわち、路面を反射する経路があったとしても、反射波の位相差が殆ど生じないため、マルチパスによる受信強度の変動は殆どない。そのため、自車両が接近するにしたがって受信強度は大きくなるが、物標が車両などの場合とは異なり、受信強度は殆ど変動しない。【００１０】
また、受信アンテナは路面からある程度高さの位置に設置されており、且つ、物標を検出可能な角度が決まっている。このため、すぐ近くに鉄板などの高さの低いものが存在していても、検出可能な角度内に入らずに検出することができなくなる。すなわち、鉄板などの比較的高さの低いものがある程度接近すると、受信強度が下降し始め、その後に検出されなくなる。すなわち、鉄板などの物標に近づいていくときの受信強度は、マルチパスによる変動はしないが、全体的には上昇した後に下降していく。これは、道路の上方に設置されている看板や橋などの物標であっても同様である。【００１１】
このように、物標によって受信強度の推移に違いがあるため、この受信強度の推移を見れば、物標が鉄板などの高さが比較的低いものか、又は車両などの高さが比較的高いものかを判別することができる。ここで、鉄板などの高さの低いもの、又は道路の上方に設置されている看板若しくは橋などは、自車両がそのまま通過することができるために、障害物とはならない。【００１２】
そして、判定手段は、受信アンテナにより受信される物標からの反射波の受信強度の変化率が所定範囲内の場合に、該物標は障害物でないと判定している。このように、物標の高さを求めることなく物標が障害物であるか否か判定することができる。ここでいう所定範囲は、車両が通り抜けることのできる範囲とすることができる。受信強度が変動すると、この変化率は正の値と負の値とが交互に現れる。したがって、所定範囲は、負の値から正の値までを含んでいる。【００１３】
なお、変化率は単位時間あたりの変化量又は微分値とすることができるが、これに代えて、規定時間内における変化量を用いて判定しても良い。また、受信強度の変化率を見るときに、規定期間における変化率、受信強度が規定範囲のときの変化率、または物標の距離が規定範囲のときの変化率を見ても良い。このように変化率を見る時期を規定することで、例えば判定精度が高くなる時期に判定を行うことができる。また、速やかな判定が可能となる。例えば、車両などは比較的遠距離からレーダにより検出されるが、遠距離の場合にはマルチパスの影響が小さいために受信強度の変動が小さい。このような時期に受信強度の変化率を基にして物標が障害物であるか否かの判定をしても、その判定精度は低くなるので、このようなときには判定を行わないようにしても良い。【００１４】
また、本発明においては、前記受信アンテナ部は、配列方向が異なる受信アンテナの組み合わせを複数有し、
前記判定手段は、前記受信アンテナの組み合わせを変えて物標を複数回検出して夫々の受信強度の変化率が前記所定範囲内の場合に、該物標は障害物でないと判定し、少なくとも１つの組み合わせで受信強度の変化率が前記所定範囲外の場合に、該物標は障害物であると判定することができる。【００１５】
受信アンテナの組み合わせが複数ある場合には、夫々の組み合わせで受信強度の変化率と所定範囲とを比較すれば、判定精度を高めることができる。【００１６】
本発明においては、前記判定手段は、水平方向に配列された受信アンテナの組み合わせと、斜め方向又は上下方向に配置された受信アンテナの組み合わせと、で物標を検出することができる。【００１７】
これらの組み合わせを用いることにより、物標の水平方向の方位若しくは横位置と、上下方向の方位若しくは高さと、を併せて求めることができる。なお、水平方向に配列された受信アンテナの組み合わせと、斜め方向又は上下方向に配置された受信アンテナの組み合わせと、は夫々複数あっても良い。これらにより受信強度の変化率を複数求めて判定に用いれば、判定精度をさらに高めることができる。【００１８】
また、本発明による障害物検出装置は、
水平方向に配列された受信アンテナの組み合わせと、斜め方向又は上下方向に配置された受信アンテナの組み合わせと、を有する受信アンテナ部と、
前記受信アンテナの組み合わせにより物標の水平方向の横位置及び物標の高さを検出する検出手段と、
前記検出手段により得られる物標の高さの変化率から、該物標が障害物であるか否か判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする。【００１９】
ここで、水平方向に配列された受信アンテナの組み合わせと、斜め方向又は上下方向に配置された受信アンテナの組み合わせと、を用いることにより、物標の水平方向の方位及び上下方向の方位を検出することができる。また、物標の横位置及び高さを検出することができる。なお、上下方向の方位の変化率に基づいて、物標が障害物であるか否か判定することもできる。【００２０】
そして、上述のように、マルチパスが発生すると受信強度が変動するために、該受信強度から得られる物標の高さも変動する。したがって、物標の高さの変化率からも同様にして、該物標が障害物であるか否か判定することができる。【００２１】
本発明においては、前記判定手段は、前記物標の高さの変化率が所定範囲内の場合に、該物標は障害物でないと判定することができる。【００２２】
ここでいう所定範囲は、車両が通り抜けることのできる範囲とすることができる。なお、変化率は単位時間あたりの変化量又は微分値とすることができるが、これに代えて、規定時間内における変化量を用いて判定しても良い。また、高さの変化率を見るときに、規定期間における変化率、または物標の距離が規定範囲のときの変化率を見ても良い。このように変化率を見る時期を規定することで、例えば判定精度が高くなる時期に判定を行うことができる。また、速やかな判定が可能となる。【００２３】
本発明においては、前記判定手段は、前記物標の高さが所定の高さ以上となる時間が所定時間以上継続した場合に、該物標は障害物でないと判定することができる。【００２４】
ここでいう所定の高さとは、自車両が下方を通り抜けることのできる高さの下限値である。また、所定時間とは、物標が障害物であるか否か判定するために要する時間である。なお、所定時間は、判定精度を維持した上で可及的に短くしても良い。すなわち、検出される物標の高さが十分高く、しかも継続時間が十分長ければ、自車両が物標の下を通り抜けることができる可能性が高いため、障害物でないと判定している。【００２５】
本発明においては、前記判定手段は、前記物標の高さの変化率の極変化回数が所定値以下の場合に、該物標は障害物でないと判定することができる。【００２６】
すなわち、物標の高さが変動している場合には、その変化率は正の値と負の値とで交互に繰り返し変化する。鉄板などの高さの低いものであれば、物標の高さは殆ど変動しないため、極変化回数が少なくなる。なお、ここでいう所定値とは、車両が通り抜けることのできる極変化回数の上限値とすることができる。これは、所定時間内における極変化回数としても良い。この所定時間は、物標が障害物であるか否か判定するのに要する時間である。【００２７】
本発明においては、前記判定手段は、所定時間内における前記物標の高さの最大値と最小値との差が所定値以内の場合に、該物標は障害物でないと判定することができる。【００２８】
物標の高さが変動している場合には、所定時間で区切った場合に、高さの最大値と最小値との差がより大きくなる。これは、物標の高さの変動の度合いが大きくなるほど、より顕著に現れる。ここでいう所定値とは、車両が通り抜けることのできる差の上限値とすることができる。所定時間は、このような差を検出するのに要する時間とすることができる。例えば、物標の距離に応じて受信強度が変動するために検出される物標の高さも変動するので、最大値と最小値とが表れる距離を自車両が移動する期間として所定時間を設定しても良い。【００２９】
本発明においては、前記判定手段は、前記物標の高さが路面よりも下を示す負の値を所定時間以上示した場合に、該物標は障害物でないと判定することができる。【００３０】
ここで、道路の上方に位置する看板や橋などでは、モノパルス方式で高さを求めた場合に、あたかも路面より下に位置していると検出されることがある。これを利用することにより、道路の上方に物標が存在するか否か判定する。そして、道路の上方に物標が存在しても、自車両がその下を通り抜けることができるため、該物標は障害物でないと判定する。所定時間は、物標が障害物であるか否か判定するのに要する時間である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、物標が障害物であるか否かを精度良く判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例に係る障害物検出装置の概略構成図である。
【図２】実施例に係る受信アンテナの配列を示した図である。
【図３】実施例に係る受信アンテナの他の配列を示した図である。
【図４】実施例１に係る障害物の判定フローを示したフローチャートである。
【図５】実施例２に係る障害物の判定フローを示したフローチャートである。
【図６】実施例２に係る障害物の判定フローを示したフローチャートである。
【図７】実施例３に係る障害物の判定フローを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る障害物検出装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１は本実施例に係る障害物検出装置１の概略構成図である。この障害物検出装置１は、車両の前部に搭載され、自車両の前方に物標が存在することを検出し、さらには該物標までの距離や相対速度、方位等を検出するものである。送信電波にはミリ波が用いられている。障害物検出装置１は、発振器２、送信アンテナ３、受信アンテナ部４、ミキサ５、フィルタ６、Ａ／Ｄ変換器７、及びＥＣＵ１０を備えて構成されている。【００３５】
発振器２は、中心周波数がＦ０（たとえば７６．５ＧＨｚ）のミリ波帯の周波数で発振し、周波数が三角波状に変化するように周波数変調された信号を出力する。送信アンテナ３は、発振器２からの送信信号に従ってレーダ波を送信する。【００３６】
受信アンテナ部４は、送信アンテナ３から送信されたレーダ波が物体で反射した反射波を受信する。受信アンテナ部４は、アレイアンテナであり、第１受信アンテナ４ａ，第２受信アンテナ４ｂ，及び第３受信アンテナ４ｃからなる。そして、夫々の受信アンテナ４ａ，４ｂ，４ｃは、夫々上下方向に配列される複数のパッチアンテナにより構成されている。受信アンテナ４ａ，４ｂ，４ｃの配列については後述する。なお、本実施例では、第１受信アンテナ４ａ，第２受信アンテナ４ｂ，及び第３受信アンテナ４ｃが、本発明における受信アンテナに相当する。なお、受信アンテナは３つ以上あれば良い。【００３７】
ミキサ５は、夫々の受信アンテナ４ａ，４ｂ，４ｃ毎に設けられ、発振器２からのローカル信号が入力されている。夫々の受信アンテナ４ａ，４ｂ，４ｃからの受信信号は、このローカル信号と混合され中間周波数にダウンコンバートされる。このダウンコンバートにより、ビート信号（送信信号と受信信号との差信号）が得られる。【００３８】
フィルタ６は、夫々の受信アンテナ４ａ，４ｂ，４ｃ毎に設けられ、ミキサ５の出力から不要な信号成分を除去する。Ａ／Ｄ変換器７も、夫々の受信アンテナ４ａ，４ｂ，４ｃ毎に設けられ、フィルタ６の出力をサンプリングすることで受信データを生成する。【００３９】
ＥＣＵ１０は、プログラムを実行するＣＰＵ、該ＣＰＵで実行されるプログラムやデータテーブルが格納されるＲＯＭ、ワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ、入出力インタフェース等を備えて構成されている。例えば、ＥＣＵ１０は、発振器２を起動し、発振器２の動作中に得られる各受信データに基づき、物標の位置や相対速度を求める処理を実行する。さらに、ＥＣＵ１０は、検出される物標の方位、距離、相対速度の各情報に基づいて、警報装置１１を制御する。警報装置１１は、車両の運転者に対して例えば音または光などを用いて障害物の存在を警告する装置である。なお、物標の方位、距離、相対速度に応じて、シートベルトプリテンショナやエアバッグ、ブレーキ、スロットル等を駆動しても良い。【００４０】
ここで、三角波変調ＦＭ−ＣＷ方式について説明する。相対速度が零のときのビート周波数をＦＲ、相対速度に基づくドップラー周波数をＦＤ、周波数が増加する区間（アップ区間）のビート周波数をＦＢ１、周波数が減少する区間（ダウン区間）のビート周波数をＦＢ２とすると、以下の関係が成り立つ。
ＦＢ１＝ＦＲ−ＦＤ
ＦＢ２＝ＦＲ＋ＦＤ【００４１】
したがって、変調サイクルのアップ区間とダウン区間のビート周波数ＦＢ１およびＦＢ２を別々に測定すれば、次式からＦＲおよびＦＤを求めることができる。
ＦＲ＝（ＦＢ１＋ＦＢ２）／２
ＦＤ＝（ＦＢ２−ＦＢ１）／２【００４２】
そして、ＦＲおよびＦＤが求まれば、目標物の距離Ｒと速度Ｖを次式により求めることができる。
Ｒ＝（Ｃ／（４・ΔＦ・ＦＭ））・ＦＲ
Ｖ＝（Ｃ／（２・Ｆ０））・ＦＤ
ただし、Ｃは光の速度、ＦＭはＦＭ変調周波数、ΔＦは変調幅、Ｆ０は中心周波数である。【００４３】
そして、物標の方位は、位相モノパルス方式で算出することができる。ここで、２つの受信アンテナに正面から角度θで入射する反射波が検出される場合を例に説明すると、両受信アンテナで受信された反射波の位相差φから、物標の方位角θは下式に基づいて算出される。
θ＝ｓｉｎ−１（λφ／２πＤ）
ただし、Ｄは両受信アンテナの間隔であり、λは送信波の波長である。【００４４】
しかし、両受信アンテナの間隔Ｄがλ／２より長い値に設定されていると、位相の折り返しが発生し、物標の方位角θは次式で表される複数の候補の何れかとなり、一意に定まらなくなる。
θ＝ｓｉｎ−１｛λ（φ＋２πＫ）／２πＤ｝、（Ｋ＝０，１，２，・・・）【００４５】
ここで、図２は、本実施例に係る受信アンテナの配列を示した図である。第１受信アンテナ４ａ、第２受信アンテナ４ｂ、及び第３受信アンテナ４ｃは、同一平面上に設けられている。なお、図２は、夫々の受信アンテナ４ａ，４ｂ，４ｃの中心点を示している。また、図２は、車両の前方から受信アンテナ部４を見たときの図である。【００４６】
図２において、第２受信アンテナ４ｂの水平方向に第３受信アンテナ４ｃが配置されている。そして、第１受信アンテナ４ａの斜め上方に、第２受信アンテナ４ｂ及び第３受信アンテナ４ｃが配置されている。【００４７】
なお、本実施例では、水平方向に対する物標の方位を、第２受信アンテナ４ｂと第３受信アンテナ４ｃとを組み合わせてモノパルス方式で得る。また、斜め方向に対する物標の方位を、第１受信アンテナ４ａと第２受信アンテナ４ｂとを組み合わせてモノパルス方式で得る。なお、斜め方向に対する物標の方位を、第１受信アンテナ４ａと第３受信アンテナ４ｃとを組み合わせてモノパルス方式で得ても良い。【００４８】
なお、図３に示すように受信アンテナ４ａ，４ｂ，４ｃを配列しても良い。図３は、本実施例に係る受信アンテナの他の配列を示した図である。図３に示した配列では、第２受信アンテナ４ｂの水平方向に第３受信アンテナ４ｃが配置されている。そして、第１受信アンテナ４ａの真上に、第２受信アンテナ４ｂが配置されており、第１受信アンテナ４ａ斜め上方に第３受信アンテナ４ｃが配置されている。この場合、水平方向に対する物標の方位を、第２受信アンテナ４ｂと第３受信アンテナ４ｃとを組み合わせてモノパルス方式で得る。また、上下方向（鉛直方向）に対する物標の方位を、第１受信アンテナ４ａと第２受信アンテナ４ｂとを組み合わせてモノパルス方式で得る。なお、以下の説明は、図２に示した配列に従って行なう。【００４９】
ところで、受信アンテナ部４で検出される物標であっても、障害物に該当しない物もある。例えば、道路上に敷かれた鉄板又は路面の凹凸などは、その上を車両が乗り越えることができるため、障害物とする必要はない。また、道路の上方に設置されている案内板、看板、信号機、橋などは、その下を車両がくぐり抜けることができるため、障害物とする必要はない。これら障害物とする必要のないものを障害物として検出してしまうと、運転者にとって不要の警告がなされてしまう。【００５０】
そこで本実施例では、受信アンテナ４ａ，４ｂ，４ｃで得られる反射波の受信強度に基づいて、物標が障害物出るか否か判定している。ここで、物標が静止物と仮定し該物標に対して自車両が近づいていく場合において、反射波の受信強度は、車両などの比較的高さの高いものと、鉄板などの比較的高さの低いものとで、相違する。そして、通常は、物標に自車両が接近するにしたがって、受信強度が大きくなる。このときに、マルチパスの影響を受けていると受信強度が変動しながら上昇していく。すなわち、路面を反射した経路を通った反射波と、路面を反射せずに物標から直線的な経路を通った反射波と、の位相のずれに応じて受信強度が変動する。【００５１】
一方、鉄板などの比較的高さの低いものは、マルチパスの影響を殆ど受けない。すなわち、路面を反射する経路があったとしても、反射波の位相差が殆ど生じないため、マルチパスによる受信強度の変動は殆どない。このため、自車両が接近するにしたがって受信強度は大きくなるが、物標が車両などの場合と異なり受信強度は殆ど変動しない。【００５２】
このように、物標によって受信強度の推移に違いがあるため、この受信強度の推移を見れば、物標が鉄板などの高さが比較的低いものか、又は車両などの高さが比較的高いものかを判別することができる。すなわち、物標が障害物であるか否か判定することができる。【００５３】
そこで本実施例では、受信アンテナ４ａ，４ｂ，４ｃにより受信される物標からの反射波の受信強度の変化率が所定範囲内の場合に、該物標はマルチパスが発生していない物標であるとし、障害物でないと判定している。なお、所定範囲は、車両が通り抜けることのできる範囲とすることができる。【００５４】
ここで、３つの受信アンテナ４ａ，４ｂ，４ｃの中の２つを組み合わせて、該組み合わせによる受信強度の変化率を求めれば、障害物であるか否か判定することができるが、本実施例では判定精度を高めるために、第１受信アンテナ４ａと第２受信アンテナ４ｂとを組み合わせたものと、第２受信アンテナ４ｂと第３受信アンテナ４ｃとを組み合わせたものと、で判定を行う。【００５５】
まず、水平方向に配列される第２受信アンテナ４ｂ及び第３受信アンテナ４ｃの受信強度の変化率が所定範囲内か否か判定する。ここで、水平方向に配列される２つの受信アンテナ４ｂ，４ｃによれば、物標の水平方向の方位を得ることができる。そして、受信強度の変化率が所定範囲内であれば、単一物標であるか又はマルチパスが発生していないと判定する。一方、受信強度の変化率が所定範囲外でれば、例えば複数物標であるか又はマルチパスが発生していると判定する。なお、ここでいう複数物標とは、夫々距離及び相対速度が同じ物標である。そして、マルチパスが発生しているのは、車両などのある程度の高さがある物標と判定できるため、物標は障害物であると判定する。【００５６】
次に、斜め方向に配列される第１受信アンテナ４ａ及び第２受信アンテナ４ｂの受信強度の変化率が所定範囲内か否か判定する。ここで、斜め方向に配列される２つの受信アンテナ４ａ，４ｂによれば、物標の斜め方向の方位を得ることができる。そして、受信強度の変化率が所定範囲内であれば、マルチパスが発生していないとして、障害物でないと判定する。一方、受信強度の変化率が所定範囲外でれば、障害物であると判定する。ここでいう障害物は、例えば単一物標、又は道路の上方に設けられる橋とその下の障害物である。なお、受信強度の変化率を比較する順番を水平方向と斜め方向とで逆にしても良い。【００５７】
図４は、本実施例に係る障害物の判定フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により繰り返し実行される。【００５８】
ステップＳ１０１では、水平方向に配列される第２受信アンテナ４ｂ及び第３受信アンテナ４ｃの受信強度が取得される。【００５９】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で取得される受信強度の変化率が所定範囲内であるか否か判定される。本ステップでは、マルチパスが発生しているか否か判定している。【００６０】
ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、単一物標か又はマルチパスの影響がない物標と判定される。一方、ステップＳ１０２で否定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、複数物標又はマルチパスの影響がある物標と判定される。また、ステップＳ１０４では、物標は障害物であると判定しても良い。【００６１】
ステップＳ１０５では、斜め方向に配列される第１受信アンテナ４ａ及び第２受信アンテナ４ｂの受信強度が取得される。【００６２】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で取得される受信強度の変化率が所定範囲内であるか否か判定される。本ステップでは、マルチパスが発生しているか否か判定している。【００６３】
ステップＳ１０６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進み、物標は障害物でないと判定される。一方、ステップＳ１０６で否定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進み、物標は障害物であると判定される。【００６４】
そして、本ルーチンにより物標は障害物であると判定された場合には、警報装置１１を作動させる。また、障害物でないと判定された場合には、警報装置１１は作動させない。なお、本実施例ではステップＳ１０２またはステップＳ１０６を処理するＥＣＵ１０が、本発明における判定手段に相当する。【００６５】
以上説明したように本実施例によれば、反射波の受信強度の変動の状態によりマルチパスの影響があるか否かを判定することにより、物標が障害物であるか否か判定することができる。これにより、鉄板などでは障害物と判定されないため、不必要な警報などがなされることを抑制できる。【００６６】
なお、本実施例では受信強度の変化率に基づいて物標が障害物であるか否か判定しているが、これに代えて、規定時間内における変化量を用いて判定しても良い。例えば、マルチパスの影響が大きくなるほど、規定時間内における変化量が大きくなるので、この変化量が所定の範囲以内では、障害物でないと判定しても良い。【００６７】
また、受信強度の変化率を見るときに、規定時間内の変化率を見ても良い。すなわち、時間を区切って判定を行なっても良い。このように変化率を見る時期を規定することで、例えば判定精度が高くなる時期に判定を行うことができる。また、速やかな判定が可能となる。さらに、物標が遠距離の場合には、障害物であっても受信強度の変化率は小さくなるため、マルチパスの影響が大きくなる距離まで物標が近づいてから判定を行なっても良い。【００６８】
また、水平方向及び斜め方向により多くの受信アンテナを配列して物標の検出精度を高めても良い。そして、より多くの受信アンテナの組み合わせを用いて、夫々の受信強度に基づいて物標が障害物であるか否かの判定を行っても良い。
【実施例２】
【００６９】
本実施例では、物標が障害物であるか否かの判定処理が実施例１と異なる。その他の装置については実施例１と同じため説明を省略する。本実施例では、受信アンテナ部４により得られる物標の高さに基づいて該物標が障害物であるか否か判定する。なお、本実施例では検出される物標は静止しているものと仮定する。【００７０】
図５及び図６は、本実施例に係る障害物の判定フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により繰り返し実行される。【００７１】
ステップＳ２０１では、水平方向に配列される第２受信アンテナ４ｂ及び第３受信アンテナ４ｃの受信強度及び斜め方向に配列される第１受信アンテナ４ａ及び第２受信アンテナ４ｂの受信強度が取得される。【００７２】
ステップＳ２０２では、物標の高さが算出される。水平方向の方位及び斜め方向の方位、距離によって物標の高さが算出される。この物標の高さは、マルチパスの発生による変動分を含んでいる。なお、本実施例ではステップＳ２０２を処理するＥＣＵ１０が、本発明における検出手段に相当する。【００７３】
ステップＳ２０３では、物標の高さの変化率が所定範囲内であるか否か判定される。すなわち、鉄板などの高さの低い物標では、マルチパスの影響を殆ど受けないため、物標の高さの変化率が所定範囲内となる。したがって、物標の高さの変化率が所定範囲内であれば、障害物ではない可能性が高い。なお、所定範囲は、自車両が通り抜けることができる変化率の範囲として予め実験等により求めておく。ステップＳ２０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０４へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ２０７へ進む。なお、本実施例ではステップＳ２０３を処理するＥＣＵ１０が、本発明における判定手段に相当する。【００７４】
ステップＳ２０４では、所定時間内の物標の高さの変化率の極変化回数が所定値以下であるか否か判定される。ここで、物標の高さが変動している場合には、その変化率が正の値と負の値とで交互に繰り返し変化する。鉄板などの高さの低いものであれば、極変化が起きないか回数が少なくなる。したがって、所定時間内の物標の高さの変化率の極変化回数が所定値以下であれば、障害物ではない可能性が高い。すなわち、所定値とは、自車両が通り抜けられる物標の高さにおける極変化回数の上限値とすることができる。また、所定時間は、物標が障害物であるか否か判定するのに要する時間である。なお、所定時間及び所定値は、予め実験等により求めておく。ステップＳ２０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０５へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ２０７へ進む。【００７５】
ステップＳ２０５では、所定時間内の物標の高さの最大値と最小値との差が所定値以下であるか否か判定される。ここで、物標の高さが変動している場合には、所定時間内における高さの最大値と最小値との差がより大きくなる。したがって、所定時間内の物標の高さの最大値と最小値との差が所定値以下であれば、障害物ではない可能性が高い。ここでいう所定値とは、自車両が通り抜けられる物標における高さの最大値と最小値との差の上限値とすることができる。所定時間は、このような差を検出するのに要する時間とすることができる。所定時間及び所定値は、予め実験等により求めておく。ステップＳ２０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０６へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ２０７へ進む。【００７６】
ステップＳ２０６では、物標は障害物でないと判定される。本実施例では、障害物であるか否かの判定精度を高めるために、ステップＳ２０３、２０４、２０５の全てにおいて肯定判定がなされたときに物標は障害物ではないと判定している。なお、これらのステップにおいて１回以上肯定判定がなされた場合に、物標は障害物でないと判定しても良い。【００７７】
次に、ステップＳ２０７では、物標の高さが所定値以内であるか否か判定される。ここでいう所定値とは、自車両が通り抜けられる物標の高さの上限値とすることができる。ステップＳ２０７で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２１０へ進んで、物標は障害物でないと判定される。ステップＳ２０７で否定判定がなされた場合にはステップＳ２０８へ進む。【００７８】
ステップＳ２０８では、物標の高さが負の値となる時間が所定時間以上継続したか否か判定される。例えば道路の上方に存在する橋の高さをモノパルス方式で検出する場合に、位相の折り返しにより、橋の高さが負の値として検出されることがある。このような現象が所定時間以上継続すれば、それは橋などの高い場所に位置する物標であって、その下を通り抜けることができる物標であると考えられる。なお、所定時間は、判定に要する時間として予め実験等により求めておく。ステップＳ２０８で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２１０へ進んで、物標は障害物でないと判定される。ステップＳ２０８で否定判定がなされた場合にはステップＳ２０９へ進む。【００７９】
ステップＳ２０９では、物標の高さが正の値となる時間が所定時間以上継続したか否か判定される。ここで、ステップＳ２０８で否定判定がなされた場合であっても、物標の高さが正の値となる時間が短ければ、障害物でない可能性は高い。したがって、そのような物標は障害物でないと判定している。ここでいう所定時間とは、ステップＳ２０８の所定時間と比較して短い時間であって、物標が障害物であるか否か判定するために要する時間である。ステップＳ２０９で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２１１へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ２１０へ進んで物標は障害物でないと判定される。【００８０】
ステップＳ２１１では、物標の高さが所定値以上となる時間が所定時間以上継続したか否か判定される。本ステップでは、物標の高さが、自車両が通り抜けられるほど高いか否か判定している。すなわち、所定値とは、自車両が通り抜けられる高さの下限値である。また、所定時間は物標が障害物であるか否か判定するために要する時間である。所定値は、自車両の実際の高さにある程度の余裕を持った値として設定される。所定時間は、判定に要する時間として予め実験等により求めておく。ステップＳ２１１で肯定判定がなされた場合には、自車両が通り抜けられる可能性が高いため、ステップＳ２１０へ進んで、物標は障害物でないと判定される。ステップＳ２１１で否定判定がなされた場合にはステップＳ２１２へ進んで、物標は障害物であると判定される。【００８１】
そして、本ルーチンにより物標は障害物であると判定された場合には、警報装置１１を作動させる。また、障害物でないと判定された場合には、警報装置１１は作動させない。なお、上記フローの順番は適宜入れ替えることができる。【００８２】
このように、本実施例では物標の高さが正確に求められていない場合であっても、物標が障害物であるか否か判定することができる。なお、本実施例では、物標の高さに基づいて該物標が障害物であるか否か判定しているが、物標の上下方向の方位を用いても同様の判定を行うことができる。
【実施例３】
【００８３】
本実施例では、自車両の周辺環境の情報を考慮して障害物の判定処理を行う。その他の装置については実施例１と同じため説明を省略する。なお、本実施例では検出される物標は静止しているものと仮定する。自車両の周辺環境の情報は、例えば、ナビゲーションシステムを用いて取得することができる。このナビゲーションシステムには、ＧＰＳ装置が備えられ、該ＧＰＳ装置により自車両の現在位置を測位することができる。そして、ナビゲーションシステムに地図情報を記憶させておき、自車両の現在位置を地図情報に照らし合わせることで、自車両の周辺環境を得ることができる。このようにして得られる自車両の周辺環境と、レーダにより得られる周辺環境と、が一致すれば、レーダにより得られる情報の信頼性は高いといえる。【００８４】
そして、本実施例では、自車両通り抜け確率を算出する。この自車両通り抜け確率は、自車両が通り抜けられる確率が高いほど大きくなる。そして、自車両通り抜け確率が所定値以上の場合には、物標は障害物でないと判定される。【００８５】
図７は、本実施例に係る障害物の判定フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ１０により繰り返し実行される。なお、前記フローと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。【００８６】
ステップＳ３０１では、図５及び図６に示したフローにより物標が障害物でないと判定されたか否か判定している。すなわち、実施例２で説明したフローにより物標が障害物でないと判定された場合には、本当に障害物でない可能性が高いので、自車両通り抜け確率が大きくされる。ステップＳ３０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０２へ進んで、自車通り抜け確率に１を加える。一方、ステップＳ３０１で否定判定がなされた場合には、自車通り抜け確率はそのままでステップＳ３０３へ進む。【００８７】
ステップＳ３０３では、物標の高さが所定値以内であるか否か判定される。ここでいう所定値とは、自車両が通り抜けられる物標の高さの上限値とすることができる。すなわち、薄い鉄板などが存在していても自車両は通り抜けることができるため、自車両通り抜け確率が大きくされる。ステップＳ３０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ３０４へ進んで、自車通り抜け確率に１を加える。一方、ステップＳ３０３で否定判定がなされた場合には、自車通り抜け確率はそのままでステップＳ３０５へ進む。【００８８】
ステップＳ３０５では、自車両の周辺環境の情報が取得される。周辺環境の情報は、上記ナビゲーションシステムや、自車両のステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ、自車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ、自車両の速度を検出する車速センサなどにより得ることができる。また、受信アンテナ部４により得られる情報も周辺環境の情報に含まれる。例えば、先行車又は対向車などの移動物の座標情報に基づいて周辺環境を把握する。【００８９】
ステップＳ３０６では、ステップＳ３０５で取得される周辺環境に応じて自車通り抜け確率を演算する。例えば、ナビゲーションシステムで得られる周辺環境と、受信アンテナ部４により得られる周辺環境とが一致していれば、レーダの信頼性が高いものとして自車通り抜け確率を大きくする。【００９０】
ステップＳ３０７では、ガードレールなどの路側物が存在するか否か判定している。ガードレールなどが存在すると、これにレーダ波が反射するので、物標の位置を正確に求めることができなくなる虞がある。このため、路側物が存在しなければ、取得される物標の高さの信頼性が高いものとして、自車通り抜け確率を大きくしている。ステップＳ３０７で肯定判定がなされた場合には、自車通り抜け確率はそのままで本ルーチンを終了させる。一方、ステップＳ３０７で否定判定がなされた場合には、ステップＳ３０８へ進んで、自車通り抜け確率に１を加えた後、本ルーチンを終了させる。【００９１】
このようにして算出される自車通り抜け確率が所定値以上であれば、物標は障害物でないと判定し、警報装置１１は作動させない。一方、自車と通り抜け確率が所定値未満であれば、物標は障害物であると判定し、警報装置１１を作動させる。【００９２】
以上説明したように本実施例によれば、自車通り抜け確率を用いて物標が障害物であるか否か判定しているため、判定精度をより高めることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１     障害物検出装置
２     発振器
３     送信アンテナ
４     受信アンテナ部
４ａ   第１受信アンテナ
４ｂ   第２受信アンテナ
４ｃ   第３受信アンテナ
５     ミキサ
６     フィルタ
７     Ａ／Ｄ変換器
１０   ＥＣＵ
１１   警報装置
【図１】
2011092814.tif 000003
【図２】
2011092814.tif 000004
【図３】
2011092814.tif 000005
【図４】
2011092814.tif 000006
【図５】
2011092814.tif 000007
【図６】
2011092814.tif 000008
【図７】
2011092814.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月17日(2010.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信アンテナを複数有する受信アンテナ部と、
前記受信アンテナにより受信される物標からの反射波の受信強度の変化率が所定範囲内の場合に、該物標は障害物でないと判定する判定手段と、
を備え、
前記受信アンテナ部は、配列方向が異なる受信アンテナの組み合わせを複数有し、
前記判定手段は、前記受信アンテナの組み合わせを変えて物標を複数回検出して夫々の受信強度の変化率が前記所定範囲内の場合に、該物標は障害物でないと判定し、少なくとも１つの組み合わせで受信強度の変化率が前記所定範囲外の場合に、該物標は障害物であると判定し、
且つ、前記判定手段は、水平方向に配列された受信アンテナの組み合わせと、斜め方向又は上下方向に配置された受信アンテナの組み合わせと、で物標を検出し、物標の水平方向の方位若しくは横位置と、上下方向の方位若しくは高さと、を併せて検出することを特徴とする障害物検出装置。
【国際調査報告】
2011092814.tif 000010
2011092814.tif 000011